螺吡喃，即螺苯并吡喃，是一種十分重要光功能分子，其光譜性能受環(huán)境中諸多因素的強烈影響。本文著重考察了不同溶劑中螺吡喃光致變色的熱力學和動力學行為、不同分子間相互作用力與螺吡喃溶劑化顯色性質的對應關系；同時還研究了介質對螺吡喃熒光性能的影響規(guī)律；以此為基礎，成功地將新合成的SP-cellulose熒光材料應用于環(huán)境中苯胺污染物的檢測。 本文依照傳統(tǒng)合成路徑，合成出了分別含烷基和羧基的螺吡喃分子，并綜合FTIR和1HNMR等分析表征手段確定了目標化合物的分子結構。 我們利用紫外可見光譜分別研究了極性范圍從石油醚到乙二醇的不同溶劑中螺吡喃的光致變色熱力學及動力學過程，發(fā)現(xiàn)改變溶劑的極性可控制螺吡喃光致變色正、逆過程的熱力學轉變，基于此給出了正、光致變色的熱力學定義。另外還發(fā)現(xiàn)在中等極性溶劑中，螺吡喃的光致變色過程遵循一級動力學過程；而處于極性尺度兩端的溶劑中時則表現(xiàn)出完全不一樣的動力學特征。其中，在極性極強的溶劑中呈現(xiàn)出分數(shù)級動力學行為，而在極性極弱的溶劑中則表現(xiàn)為分段式的一級動力學行為。 在考察螺吡喃的溶劑化顯色行為和溶劑極性參數(shù)之間的關系當中，我們觀察到了醇溶劑的離群行為，為此...

【文章頁數(shù)】：99 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 前言
    1.1. 螺吡喃化合物的概述
    1.2. 螺吡喃的應用及研究進展
        1.2.1. FRET-熒光共振能量傳輸
        1.2.2. 生物成像
        1.2.3. 化學傳感器/離子檢測
        1.2.4. 數(shù)據(jù)存儲/邏輯器件
        1.2.5. 光控潤濕性/藥物緩釋
        1.2.6. 力學傳感器
        1.2.7. 其它應用
        1.2.8. 小結
    1.3. 主要研究內容和研究方法簡介
第二章 螺吡喃的合成與表征
    2.1. 引言
    2.2. 實驗部分
        2.2.1. 實驗儀器和試劑
            2.2.1.1. 實驗儀器
            2.2.1.2. 實驗試劑
        2.2.2. 合成過程
            2.2.2.1. 5-硝基水楊醛的合成
            2.2.2.2. 螺吡喃 SPEt 的合成
            2.2.2.3. 螺吡喃 SPCOOH 的合成
            2.2.2.4. SP-cellulose 材料的制備
                2.2.2.4.1. SP-cellulose 漿料的合成
                2.2.2.4.2. SP-cellulose 試紙的制備
    2.3. 目標產(chǎn)物的分析表征
        2.3.1. FTIR 分析
            2.3.1.1. 5-硝基水楊醛的 FTIR 表征
            2.3.1.2. SPEt 的 FTIR 表征
            2.3.1.3. SPCOOH 的 FTIR 表征
            2.3.1.4. SP-cellulose 的 FTIR 表征
        2.3.2. ¹HNMR 分析
            2.3.2.1. 5-硝基水楊醛的1HNMR 譜
            2.3.2.2. SPEt 的1HNMR 譜
            2.3.2.3. SPCOOH 的1HNMR 譜
    2.4. 小結
第三章 介質對螺吡喃光譜性能的影響
    3.1. 引言
    3.2. 溶劑對螺吡喃光致變色熱力學的影響
        3.2.1. 不同溶劑中螺吡喃的正/逆光致變色行為
        3.2.2. 正、逆光致變色的熱力學定義
        3.2.3. 正、逆變色定義的推廣
    3.3. 螺吡喃溶劑化顯色現(xiàn)象的研究
        3.3.1. 最大吸收波長與溶劑參數(shù)間的關系及 Hansen 溶度參數(shù)的引入
        3.3.2. 吸光度與溶劑參數(shù)的關系
        3.3.3. 溶劑對吸收光譜形狀的影響
        3.3.4. 螺吡喃溶劑化顯色中不同溶劑參數(shù)的比較
    3.4. 溶劑對螺吡喃光致變色動力學的影響
        3.4.1. 一般溶劑中的變色動力學過程
        3.4.2. 非極性溶劑中的“分段”一級動力學過程
        3.4.3. 強極性溶劑中的“分數(shù)”級動力學過程
    3.5. 不同介質中螺吡喃的熒光性能研究
        3.5.1. 螺吡喃的熒光淬滅機理―Jablonski diagram
        3.5.2. 螺吡喃在不同介質中的熒光性能
        3.5.3. SP-cellulose 熒光增強的機理
        3.5.4. SP-cellulose 的熒光抗疲勞性
    3.6. 小結
第四章 螺吡喃在環(huán)境檢測中的應用
    4.1. 引言
    4.2. 螺吡喃的紫外可見吸收對苯胺的“選擇性”
    4.3. SP-cellulose 試紙對苯胺/水溶液濃度的顏色響應
    4.4. 螺吡喃吸光度及 SP-cellulose 熒光強度對苯胺/甲醇溶液濃度的響應
        4.4.1. 螺吡喃吸光度與苯胺/甲醇濃度之間的數(shù)量關系
        4.4.2. SP-cellulose 熒光強度與苯胺/甲醇濃度之間的數(shù)量關系
    4.5. 螺吡喃選擇性紫外可見吸收及 SP-cellulose 熒光淬滅的機理
    4.6. 螺吡喃及 SP-cellulose 材料的綜合應用—環(huán)境中苯胺檢測
        4.6.1. 檢測方案設計
        4.6.2. 不同苯胺檢測方案的可靠性驗證及評價
    4.7. 小結
第五章 結論與展望
參考文獻
附錄
致謝
個人簡歷、在學期間發(fā)表的學術論文與研究成果



本文編號：4046781